Alle Lebewesen verbrauchen Energie, um zu überleben. Tiere beziehen ihre Energie aus der Nahrung, die sie essen, aber Pflanzen müssen Energie auf andere Weise aufnehmen. Obwohl Pflanzen ihre Wurzeln verwenden, um Wasser und einige Nährstoffe aus dem Boden zu ziehen, kommt der Großteil der Pflanzenenergie von der Sonne. Pflanzen sind aufgrund der Struktur ihrer Zellen und eines Prozesses namens Photosynthese in der Lage, Sonnenlicht in nutzbare Energie in Form von Glukose umzuwandeln.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Pflanzen erhalten die meiste Energie, die sie zum Überleben brauchen, über einen zweistufigen Prozess, der Photosynthese genannt wird. In der ersten Stufe, der sogenannten lichtabhängigen Reaktion, wird Sonnenlicht in zwei Moleküle umgewandelt. In der zweiten Phase, der sogenannten lichtunabhängigen Reaktion, arbeiten diese Moleküle zusammen, um Glukose zu bilden und zu synthetisieren. Glukose ist ein Zucker, den Pflanzen zur Energiegewinnung verwenden.
Wie die Photosynthese funktioniert
Die Zellen von Pflanzen und Tieren unterscheiden sich geringfügig in ihrer Struktur. Bestimmte Pflanzenzellen enthalten beispielsweise Organellen, sogenannte Plastiden, die den Zellen helfen, Energie zu speichern. Chloroplasten sind Plastiden, die das grüne Pigment Chlorophyll enthalten. Dieses Pigment ist für die Absorption des Sonnenlichts während des Prozesses der Photosynthese verantwortlich.
Die Photosynthese ist ein zweistufiger Prozess. Die erste Stufe der Photosynthese wird als lichtabhängige Reaktion bezeichnet, da Sonnenlicht vorhanden sein muss, damit die Reaktion ablaufen kann. Während dieser Phase absorbieren und fangen Chloroplasten Sonnenlicht ein und wandeln es in chemische Energie um. Konkret wird das Licht in zwei Moleküle umgewandelt, die während der zweiten Stufe der Photosynthese verwendet werden. Diese beiden Moleküle sind Nicotinamidadenindinukleotidphosphat (NADPH) und Adenosintriphosphat (ATP).
Die zweite Stufe der Photosynthese wird als lichtunabhängige Reaktion bezeichnet, da dafür kein Sonnenlicht erforderlich ist. In diesem Stadium arbeiten die beiden während der lichtabhängigen Reaktion gebildeten Moleküle zusammen, um Glukose zu produzieren. Wasserstoffatome von NADPH helfen, die Glukose zu bilden, während ATP die Energie liefert, die für deren Synthese erforderlich ist.
Die Bedeutung von Glukose
Glukose ist ein Zucker, den viele Pflanzen, Tiere und Pilze zur Energiegewinnung verwenden. In Pflanzen wird Glukose durch Photosynthese produziert. Pflanzen brauchen die Energie, die Glukose liefert, um zu wachsen und sich fortzupflanzen. Glukose wird auch für den Prozess der Zellatmung benötigt, bei dem Pflanzen Kohlendioxid aus der Luft in Sauerstoff umwandeln.
Da Pflanzen auf Sonnenlicht angewiesen sind, um Glukose herzustellen, kann unzureichendes Sonnenlicht ein Problem für Pflanzen sein, die in schattigen oder bewölkten Gebieten leben. Um dieses Problem zu lösen, speichern die meisten Pflanzen Glukose in ihrem Körper, um sie zu verwenden, wenn das Sonnenlicht knapp ist. Pflanzen speichern Glukose normalerweise als Stärke. Stärkekörner befinden sich in Pflanzenzellen, in Organellen, die als Amyloplasten bezeichnet werden.
Ohne Glukose hätten Pflanzen nicht die Energie, die für Wachstum, Reproduktion oder Zellatmung erforderlich ist. Das bedeutet, dass ohne Glukose kein Pflanzenleben auf der Erde existieren könnte.